粤沪版物理八下同步训练:8.3 大气压与人类生活
一、选择题
1.两个粗细相差不大的试管,大试管中装有一定量水.将小试管放入大试管后迅速倒转,在水外流的时间内,小试管将( )
A.下落 B.上升 C.静止不动 D.无法判断
2.(2023八下·建邺期末) 下列关于力的现象描述,其中正确的是( )
A.掷实心球时,若球在最高点时所受外力全部消失,球将匀速直线运动
B.小王沿水平方向推水平地面上的箱子没有推动,是因为推力小于箱子受到的摩擦力
C.足球被踢出去后,在空中因为受到惯性的作用而继续向前运动
D.小张用吸管喝饮料,是利用了嘴对饮料的作用力将其吸入口中
3.(2023八下·长沙月考)如图,在易拉罐中装入少量水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,用物体将罐口封堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,不一会儿,易拉罐就扁了,并发出了清脆的声音.关于这个实验,下列说法错误的是( )
A.易拉罐变瘪,说明力可以使物体发生形变
B.易拉罐变瘪,是由于罐体冷却收缩形成的
C.易拉罐变瘪,是由于大气压的作用而导致的
D.易拉罐内气压变小的原因之一是瓶内水蒸气液化成小水珠
4.(2023八下·马尾期末) 下列有关大气压的叙述,不正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压存在
B.空气的流动性使各个方向都有压强
C.海拔越高的地方,大气压强也越大
D.阴晴雨等天气变化会影响大气压强
5.在制药时,为从溶液中提取抗菌素,要用加热的方法,使水沸腾而去除水分,但抗菌素不能在超过80℃的温度下提取,由此可知制药时水面上的气压( )
A.一定等于1标准大气压 B.一定小于1标准大气压
C.一定大于1标准大气压 D.可能等于2标准大气压
6.(2016八下·衡阳期中)在冬天,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,且不易拔出,其主要原因是( )
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体因温度降低而压强减小,大气压把瓶塞压紧
D.瓶内气体温度降低而把瓶塞吸住
7.(2023八下·巢湖期末)如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法不正确的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,阴雨天A管液面逐渐上升
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易看出天气引起的气压变化
D.A管中液面上升时,表示外界大气压增大
二、填空题
8.如图所示是一种便携式“碘伏棉签”,塑料管内装有碘伏消毒液,它的上端封闭,这样消毒液就不会从下端流出;使用时将封盖掰开,消毒液会自动向下流入药棉中.请解释为什么在使用前消毒液不会流出塑料管,而使用时才会流出:
9.(2023八下·济阳期末)“擦窗机器人”的“腹部”有吸盘,当真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。机器人吸尘的工作原理是通过电机转动时内部压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)外部压强,从而使杂物进入吸尘器。当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.如图所示的托里拆利实验中,测得的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强.已知水银密度ρ=13.6×103kg/m3,g取10N/kg,则100 mm高水银柱产生的压强为 Pa.
11.(2021八下·大安期末)小明将如图所示的自制气压计从一楼拿到六楼,观察到玻璃管内的水柱逐渐 (选填“升高”“降低”或“不变”);生活中使用高压锅是为了增大锅内的气体压强,从而提高液体的 。
12.(2023八下·邛崃期末)某实验小组用如图所示的装置测量大气压强的值,若将玻璃管往下压5 mm,则玻璃管内外水银面的高度差将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。若将玻璃管倾斜,则玻璃管中水银柱的长度将 (选填“变长”、“变短”或“不变”)。
13.(2023八下·阿克苏期末)在海拔的天山上某处,做托里拆利实验,水银柱的高度将 填“高于”“低于”,在此处与海平面相比较,水的沸点将 。填“降低”“升高”
14.(2023八下·高州期末)如图在甲图中刚停止沸腾的水,瓶底浇上冷水,水又重新沸腾,说明液体的沸点随气压减小而 (选填“降低”或“升高”);乙图中地漏利用 原理防止异味;游泳运动员身穿“鲨鱼皮”泳衣,在游泳时摩擦力 (选填“增大”或“减小”)。
15.(2022八下·临邑期末)在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图甲所示。洗手液能被“吸”上来是利用了 。向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压 储液筒中气压。(选填“大于”“小于”或“等于”)。如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖, 挤出洗手液(选填“能”或“不能”)。
16.(2021八下·盘龙期末)在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图所示。其工作原理和 的工作原理相同(选填“船闸”或“活塞式抽水机”),洗手液能被“吸”上来是利用了 。
17.(2021八下·广东月考)如图,活塞式抽水机是利用 来工作的,在1个标准大气压下,最多可把水抽高 m;图中的出水口和圆筒构成一个 .(1个标准大气压取1×105Pa,g取10N/kg)
三、实验探究题
18.在长约1米、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口及堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示.
(1)为了测得大气压的值,这时必须测量
如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部,则观察到的现象是
(2)某同学也利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时管中的水柱 下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱 向上喷出(均选填“会”或“不会”).
19.(2023八下·滨海期中)小明利用注射器(可装VmL药液)、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压强的值。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是 。
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右 (选“慢慢”或“快速”)拉动 (选填“活塞”或“注射器筒”),当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数记为F牛。
(3)用刻度尺测出注射器 的长度L厘米,可计算出活塞的横截面积。
(4)由公式 可计算出大气压强的值约为 。
(5)实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有好处: 。
20.暑假中,小李的自行车停放在烈日下,车胎自行爆裂,小李猜想:一定质量的气体,在体积不变时,气体压强与温度有关.小李做了如图所示的探究实验:烧瓶的一端连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气.将烧瓶放入水中,给水槽中的水加热,水温上升.每隔一 段时间,同时用温度计和压强计测量水的温度值(即为瓶中密闭气体的温度值)及密闭空气的压强值.在每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,各次测量实验数据记录如下:
气体的温度/℃ 20 30 40 50 ……
气体的压强/Pa 1.0×105 1.03×105 1.05×105 1.10×105 ……
(1)根据小李上述实验过程可知:每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的 不变.
(2)分析上表中实验数据可知,一定质量的气体,在 保持不变时,气体的压强随 ;
(3)炎热的夏天,载重汽车常常往车轮上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的 从而减小轮胎内气体的压强,防止爆胎.
21.(2021八下·盘龙期末)“五一”节期间,小李与同学一起骑自行车环绕美丽的滇池骑行游玩。活动中他停放在烈日下的自行车车胎自己发生爆胎现象。小李与同学们很好奇气体压强大小与什么因素有关?回到学校和同学们展开了科学探究活动:
【提出问题】气体压强的大小可能与什么因素有关呢?
【猜想与假设】
猜想一:把注射器活塞推至注射器筒中部,用手指堵住前端小孔,这样就在注射器内封住了一定质量的空气,当压活塞使筒内空气体积缩小时,手指会感到很费力。由此可猜想气体压强的大小可能与体积有关;
猜想二:生活中,自行车轮胎在夏天烈日下容易爆胎。据此可猜想气体压强的大小可能跟 有关。
【设计实验】
为了验证猜想一,用一个带有刻度的注射器封闭一定质量的气体,气体的体积可直接读出,气体的压强由图中压强传感器和计算机辅助系统得出(如图所示)。
【进行实验与收集证据】
⑴实验中应保持环境 不变且注射器管壁导热性能良好;
⑵缓慢推动话塞到某一位置,从注射器的刻度上读出 值,待压强传感器示数稳定后读出压强值。继续缓慢推动活塞,得到多组实验数据如下表。
实验序号 1 2 3 4 5
气体的体积V() 50 40 34 30 26
气体的压强p() 1.01 1.26 1.49 1.68 1.94
压强与体积的成绩() 50.5 50.4 50.66 50.4 50.44
【分析与论证】
分析表中实验数据,可以初步得出的结论:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成 关系。
【拓展应用】
⑴打气筒是人们生活中常用的工具,当打气筒的导气管被堵塞时,我们会感到向下压活塞特别费力。这是因为筒内封闭一定质量的空气,当向下压缩时,气体的体积越 ,压强越 (均选填“大”或“小”);
⑵在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车上喷水,主要是通过水蒸发吸热使轮胎内气体的温度降低,来 轮胎内气体的压强,防止爆胎。
小李同学尝试利用注射器、弹簧测力计和刻度尺粗测本地的大气压值。他先将注射器内吸满水,小孔向上竖直放置,再将活塞由下至上推到注射器筒的底端,之后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样操作是为了 。
完成了上述操作后,如图所示,他水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下了弹簧测力计示数为F,并用刻度尺测出注射器筒刻度部分的全部长度为L,已知注射器的容积为V,则本地大气压强的大小可表示为 。测量结束后,老师告诉他这样测量可能会导致测量值偏大,你认为其原因是 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】根据题意可知,当大试管和小试管之间的水流出时,小试管上方水的压强减小。在下面大气压强的作用下,小试管慢慢上升,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据大气压强的知识分析解答。
2.【答案】A
【知识点】牛顿第一定律;惯性及其现象;平衡力的辨别;大气压强的存在
【解析】【解答】A.掷实心球时,若球在最高点时向上的速度为0,但是水平方向速度不为0,如果所受外力全部消失,实心球将会在水平方向上保持匀速直线运动,故A错误;
B. 小王沿水平方向推水平地面上的箱子没有推动, 箱子处于静止状态,所以所受的力为平衡力,推力等于箱子的摩擦力,故B错误;
C. 足球被踢出去后,在空中由于惯性继续向前运动,惯性不能说受到惯性的作用,故C错误;
D. 小张用吸管喝饮料, 是利用了外界大气压大于管内气压将其压入人的嘴里,故D错误。
【分析】(1)物体在沿斜向上运动时,物体的速度可以分解为竖直向上的速度和水平的速度,当物体上升到最高点时,向上的速度为零,但水平方向速度不为零,根据牛顿第一定律,一切物体在不受力时,总保持静止状态或者匀速直线运动状态;
(2)先判断物体是平衡状态,则所受的两个力为平衡力,大小相等;
(3)惯性是物体本身的一种性质,不是力,所以不能说受到或者惯性的作用;
(4)用吸管喝饮料,是把管内饮料上方的空气吸出后,导致管内液面上方气体压强小于外界大气压而被压入嘴里。
3.【答案】B
【知识点】液化及液化放热;力的作用效果;大气压强的存在
【解析】【解答】A. B.C.D.用酒精灯对易拉罐加热, 罐内水蒸气遇冷发生液化成小水珠,导致罐内气压小于罐外大气压,所以罐外大气压力大于罐内压力,在力的作用下易拉罐变瘪,所以说明力可以使物体发生形变,故A、C、D正确不符合题意,B错误符合题意。
故答案为:B。
【分析】力可以改变物体形状;易拉罐内装有少量水,加热时会有大量水蒸气逸出,水蒸气在罐口遇冷液化成小水滴,使管内气压小于大气压,在大气压的作用下被压瘪。
4.【答案】C
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A、马德堡半球实验是第一个证明了大气压存在的实验,故A正确,不符合题意。
B、固体液体气体都有压强,空气具有流动性,对各个方向都有压强,故B正确,不符合题意。
C、海拔高的地方大气比较稀薄,即大气压比较低,随着高度的增加,大气压在降低,故C错误,符合题意。
D、大气压与天气环境有关,阴晴雨天气变化会影响大气压,故D正确,不符合题意。
答案为:C
【分析】(1)第一个证明大气压存在的实验是马德堡半球实验,第一个测出大气压值的是托里拆利。
(2)固体、液体、气体都有压强。
(3)大气压与高度有关,随着高度的增加,大气压在降低。
(4)大气压与天气环境有关。
5.【答案】B
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】 在制药时,为从溶液中提取抗菌素,要用加热的方法,使水沸腾而去除水分,但抗菌素不能在超过80℃的温度下提取, 此时应控制容器内水的沸点在80℃,即降低水的沸点,那么可以使容器内的气压低于标准大气压,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据液体沸点随上方气压的增大而升高的规律分析判断。
6.【答案】C
【知识点】气体压强与体积的关系
【解析】【解答】解:在冬天,装有半瓶热水的热水瓶的上方空间内大部分气体是水蒸气,经过一个夜晚后,由于水蒸气液化,即瓶内的空气变少,造成了瓶内气压小于外界大气压,即瓶塞在外界大气压的作用下被紧紧的压在瓶口.故选C.
【分析】剩有半瓶热水,说明瓶内有一定体积的空气,从温度对空气压强的影响角度分析,再与外界大气压比较,就可找出其中的原因.
7.【答案】D
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】 A、晴天气压比阴雨天的高,阴雨天玻璃球内气压大于外界气压,A管液面逐渐上升,故A正确,不符合题意。
B、当A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压,故B正确,不符合题意。
C、A管越细,现象更明显,越容易看出天气引起的气压变化,故C正确,不符合题意。
D、如果外界大气压增大,A管中的液面会下降,故D错误,符合题意。
答案为:D
【分析】(1)气压低的地方,液面会上升。
(2)气压相同时,液面相平。
(3)A管越细,液面上升的越高,现象更明显。
(4)外界气压较大时,A管液面会下降,玻璃球内液面会上升。
8.【答案】因为封住时,下部大气压的作用,使消毒液不会流出;使用时,上部与外界大气相通,消毒液在重力作用下,向下流入药棉
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】大气压强会对液体施加向上的压强,当只受向上的压强时液体不会滴落;当上下都受到大气压强时,二者会抵消,据此分析消毒液向下流的原因。
9.【答案】小于;不变
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】(1)将吸盘内的空气抽出时,吸盘内的气压小于外部气压。
(2)若真空泵继续向外抽气,因为擦窗机器人是静止的,所以它受力平衡。摩擦力等于重力,保持不变。
【分析】(1)大气压强与大气多少有关系,当大气越少时,压强越小。
(2)物体静止时是平衡状态,受力平衡,向上的力等于向下的力。
10.【答案】750;1.36×104
【知识点】液体压强的计算;大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)根据图片可知,玻璃管内外水银面的高度差为750mm,则测得大气压强等于750mm汞柱;
(2)100mm高水银柱产生的压强:p=ρ液gh= 13.6×103kg/m3 ×10N/kg×1m=1.36×104Pa。
【分析】(1)大气压强等于玻璃管内外水银面的高度差。
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh计算水银柱产生的压强。
11.【答案】升高;沸点
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【解答】大气压和高度有关,大气压随高度的增加而减小,因此,将自制气压计从一楼拿到六楼,由于外界大气压减小,所以观察到玻璃管内的水柱在内部气压的作用下会逐渐升高。
液体的沸点和气压有关,气压越小,沸点越低。生活中使用高压锅就是为了增大锅内的气体压强,从而提高液体的沸点。
【分析】大气压强和海拔高度有关,海拔越高,大气压降低;液体沸点随气压的升高而升高。
12.【答案】不变;变长
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】(1)测量大气压强的值,是看玻璃管内外水银柱的高度差,将玻璃管往下压5mm,不影响高度差,高度差保持不变。
(2)若将玻璃管倾斜,玻璃管内外水银柱的高度差保持不变。但是因为倾斜,玻璃管内的水银长度变长。
【分析】(1)在托里拆利实验中,高度差指的是玻璃管内外的水银高度差。
(2)因为玻璃管内外水银高度差保持不变,玻璃管倾斜,所以水银柱的长度变长。
13.【答案】低于;降低
【知识点】大气压强与高度的关系;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】海拔1000m的压强小于海平面上的压强,所以水银柱高度低于760mmHg,海拔越高,水的沸点越低
【分析】水银柱高度为760mmHg时处于海平面上,海拔越高,大气压越小,水的沸点越小
14.【答案】降低;连通器;减小
【知识点】增大或减小摩擦的方法;连通器原理;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】(1) 甲图中刚停止沸腾的水,瓶底浇上冷水, 温度降低,瓶内气体压强变小,而水又重新沸腾,说明水的沸点随气压减小而降低了;
(2)乙图地漏利用了连通器的原理;
(3)游泳运动员身穿“鲨鱼皮”泳衣,通过减小表面粗糙程度减小了摩擦力。
【分析】(1)由液体沸点与气压的关系分析判断;
(2)利用连通器的特点分析判断;
(3)根据影响摩擦力大小的因素分析判断。
15.【答案】大气压;大于;能
【知识点】气体压强与体积的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】按压瓶盖,瓶内气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,洗手液在内外气压差的作用下被压上来,利用的是大气压。
向下按压后松手时,瓶内气体被压缩,压强变大,大于储液筒中气压,所以液体才能从导液管通过进液阀门被压进入到储液筒。
在太空舱中存在空气,如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖,可以使瓶内气压增大,大于太空舱内的气压,所以能挤出洗手液。
【分析】按压式瓶盖中液体流出,利用了大气压的作用。
16.【答案】活塞式抽水机;大气压
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用
【解析】【解答】按压瓶盖,瓶内气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,洗手液在内外气压差的作用下被“吸”上来,利用的是大气压。活塞式抽水机抽水,通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压。所以装有洗手液或洗发液的瓶子与活塞式抽水机的工作原理相同。
【分析】利用活塞的移动,在大气压的作用下将液体压上来,是活塞式抽水机的工作现象。
17.【答案】大气压;10;连通器
【知识点】气压计和抽水机
【解析】【解答】抽水机是利用大气压来工作的,因为p=ρgh,
所以它能抽水的最大高度
出水口和圆筒是一个上端开口,底部连通的容器,所以构成的是一个连通器.
故本题答案为:大气压;10;连通器.
【分析】(1)抽水机是将筒内的空气排出,这样在外界大气压的作用下水就被压进抽水机了,故能“压”起的水高度要满足p大气=p水=ρ水gh.
(2)上端开口、底部连通的容器叫连通器.
18.【答案】(1)管内外水银面高度差;管内水银柱高度变高
(2)不会;不会
【知识点】液体压强计算公式的应用;大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)①为了测得大气压的值,这时必须测量管内外水银面高度差 ;
②如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部, 由于高度更小,那么大气压强更大。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,管内外水银柱高度变高。
(2)①根据液体压强公式p=ρ液gh可知,大气压强可以支持大约10m高的水柱,因此把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时管中的水柱不会下降;
②如果这时在管顶开一个小孔, 那么玻璃管与水槽底部相连,上面开口,相当于连通器,则当水柱静止时,水槽内和玻璃管内外水面高度相平,因此水柱不会向上喷出。
【分析】(1)①当玻璃管内水银柱静止时,玻璃管内外水银柱的高度差产生的压强等于此时的大气压强。
②根据大气压强随高度的变化规律确定大气压强的变化,再分析内外高度差的变化即可;
(2)①根据液体压强公式p=ρ液gh分析大气压强能够支持的水柱高度即可;
②当连通器内只有一种液体时,各个容器内液面总保持相平。
19.【答案】(1)为了排尽注射器内的空气
(2)慢慢;注射器筒
(3)全部刻度部分
(4);
(5)减小摩擦、密封性好
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)、把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是为了排尽注射器内的空气;
(2)、如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数记为F。
(3)、用刻度尺测出注射器全部刻度部分的长度L,可计算出活塞的横截面积。
(4)、由公式 可计算出大气压强的值约为 。
(5)、实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做的优点是可以减小摩擦、密封性好。
【分析】(1)、测量的是外界大气压,利用外界大气压对活塞的压力与弹簧测力计的拉力平衡来间接测量大气压的,所以这样做的目的是排尽注射器内的空气;
(2)、实验中利用了二力平衡的原理,所以要慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,外界大气压对活塞的压力与弹簧测力计的拉力平衡。
(3)、有刻度的注射器是圆柱体,所以活塞的横截面积。
(4)、由公式 可计算出大气压强的值的表达式 。
(5)、活塞周围涂抹润滑油,可以减小摩擦、密封性好,实验结果更加准确。
20.【答案】(1)体积
(2)体积;温度升高而变大
(3)温度下降
【知识点】气体压强与体积的关系
【解析】【解答】(1)根据小李上述实验过程可知:每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的体积不变.
(2)根据表格数据可知:一定质量的气体,在体积保持不变时,气体的压强随温度升高而变大;
(3)炎热的夏天,载重汽车常常往车轮上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的温度下降从而减小轮胎内气体的压强,防止爆胎。
【分析】(1)一定质量的气体,它的压强与温度和体积有关。探究气体压强与温度的关系时,需要控制气体温度相同,据此分析解答。
(2)根据表格数据分析变化的影响和不变的因素,分析其中的变化规律即可;
(3)根据水蒸气吸热解答。
21.【答案】温度;温度;气体的体积;反比;小;大;减小;排尽注射器筒内空气,并杜绝空气进入筒内;;活塞与筒壁间有摩擦
【知识点】大气压强的测量方法;气体压强与体积的关系
【解析】【解答】车轮胎在烈日下暴晒会爆胎,原因是轮胎内部压强增大造成的,而引起气压变化是由于温度升高导致的,所以气压的大小还与温度有关。
(1)为了验证气压与体积的关系,应保持环境温度不变。
(2)推动活塞到某位置时,应在注射器的刻度上读出气体体积的值,因为注射器活塞对应刻度值便注射器内气体的体积。
由表格数据知,气体压强与体积的乘积是定值,那么可以得出:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成反比。
【应用拓展】
(1)打气筒的导气管被堵塞时,筒内封闭的空气质量不变,活塞向下压时,气体的体积变小,那么气压变会变大。即气体体积越小,气压越大。
(2)往正在盘山公路上下坡行驶的载重汽车上喷水的作用是,水在蒸发时吸热,可以让轮胎内的气体温度降低,压强减小,而避免气压过高出现爆胎危险。
将活塞由下至上推出注射器筒内的水,再用橡皮帽封住注射器,是为了将筒内空气排尽,且保证空气不再进入筒内。
由题意知,注射器筒活塞的横截面积
活塞刚开始滑动时,所受的拉力与空气对它的压力是一对平衡力,那么空气对活塞的压力为F,则大气压强
以上测量,活塞与筒壁间压在摩擦,则拉力会大于空气对活塞的压力,这样便会造成测量结果偏大。
【分析】大气压的大小和气体的温度有关;
(1)实验中,从注射器上,可以看到气体大小;
(2)探究大气压和气体体积的关系,要保持温度相同;根据实验数据判断,大气压和体积成反比;
(3)压缩气体体积时,体积减小,压强变大;降低温度,可以减小压强;排净注射器中的空气,便于测量大气压的大小;
(4)根据压力和受力面积的比值, 计算压强大小;由于活塞和注射器间的摩擦力,使测量的大气压偏大。
1 / 1粤沪版物理八下同步训练:8.3 大气压与人类生活
一、选择题
1.两个粗细相差不大的试管,大试管中装有一定量水.将小试管放入大试管后迅速倒转,在水外流的时间内,小试管将( )
A.下落 B.上升 C.静止不动 D.无法判断
2.(2023八下·建邺期末) 下列关于力的现象描述,其中正确的是( )
A.掷实心球时,若球在最高点时所受外力全部消失,球将匀速直线运动
B.小王沿水平方向推水平地面上的箱子没有推动,是因为推力小于箱子受到的摩擦力
C.足球被踢出去后,在空中因为受到惯性的作用而继续向前运动
D.小张用吸管喝饮料,是利用了嘴对饮料的作用力将其吸入口中
3.(2023八下·长沙月考)如图,在易拉罐中装入少量水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,用物体将罐口封堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,不一会儿,易拉罐就扁了,并发出了清脆的声音.关于这个实验,下列说法错误的是( )
A.易拉罐变瘪,说明力可以使物体发生形变
B.易拉罐变瘪,是由于罐体冷却收缩形成的
C.易拉罐变瘪,是由于大气压的作用而导致的
D.易拉罐内气压变小的原因之一是瓶内水蒸气液化成小水珠
4.(2023八下·马尾期末) 下列有关大气压的叙述,不正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压存在
B.空气的流动性使各个方向都有压强
C.海拔越高的地方,大气压强也越大
D.阴晴雨等天气变化会影响大气压强
5.在制药时,为从溶液中提取抗菌素,要用加热的方法,使水沸腾而去除水分,但抗菌素不能在超过80℃的温度下提取,由此可知制药时水面上的气压( )
A.一定等于1标准大气压 B.一定小于1标准大气压
C.一定大于1标准大气压 D.可能等于2标准大气压
6.(2016八下·衡阳期中)在冬天,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,且不易拔出,其主要原因是( )
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体因温度降低而压强减小,大气压把瓶塞压紧
D.瓶内气体温度降低而把瓶塞吸住
7.(2023八下·巢湖期末)如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法不正确的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,阴雨天A管液面逐渐上升
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易看出天气引起的气压变化
D.A管中液面上升时,表示外界大气压增大
二、填空题
8.如图所示是一种便携式“碘伏棉签”,塑料管内装有碘伏消毒液,它的上端封闭,这样消毒液就不会从下端流出;使用时将封盖掰开,消毒液会自动向下流入药棉中.请解释为什么在使用前消毒液不会流出塑料管,而使用时才会流出:
9.(2023八下·济阳期末)“擦窗机器人”的“腹部”有吸盘,当真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。机器人吸尘的工作原理是通过电机转动时内部压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)外部压强,从而使杂物进入吸尘器。当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.如图所示的托里拆利实验中,测得的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强.已知水银密度ρ=13.6×103kg/m3,g取10N/kg,则100 mm高水银柱产生的压强为 Pa.
11.(2021八下·大安期末)小明将如图所示的自制气压计从一楼拿到六楼,观察到玻璃管内的水柱逐渐 (选填“升高”“降低”或“不变”);生活中使用高压锅是为了增大锅内的气体压强,从而提高液体的 。
12.(2023八下·邛崃期末)某实验小组用如图所示的装置测量大气压强的值,若将玻璃管往下压5 mm,则玻璃管内外水银面的高度差将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。若将玻璃管倾斜,则玻璃管中水银柱的长度将 (选填“变长”、“变短”或“不变”)。
13.(2023八下·阿克苏期末)在海拔的天山上某处,做托里拆利实验,水银柱的高度将 填“高于”“低于”,在此处与海平面相比较,水的沸点将 。填“降低”“升高”
14.(2023八下·高州期末)如图在甲图中刚停止沸腾的水,瓶底浇上冷水,水又重新沸腾,说明液体的沸点随气压减小而 (选填“降低”或“升高”);乙图中地漏利用 原理防止异味;游泳运动员身穿“鲨鱼皮”泳衣,在游泳时摩擦力 (选填“增大”或“减小”)。
15.(2022八下·临邑期末)在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图甲所示。洗手液能被“吸”上来是利用了 。向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压 储液筒中气压。(选填“大于”“小于”或“等于”)。如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖, 挤出洗手液(选填“能”或“不能”)。
16.(2021八下·盘龙期末)在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图所示。其工作原理和 的工作原理相同(选填“船闸”或“活塞式抽水机”),洗手液能被“吸”上来是利用了 。
17.(2021八下·广东月考)如图,活塞式抽水机是利用 来工作的,在1个标准大气压下,最多可把水抽高 m;图中的出水口和圆筒构成一个 .(1个标准大气压取1×105Pa,g取10N/kg)
三、实验探究题
18.在长约1米、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口及堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示.
(1)为了测得大气压的值,这时必须测量
如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部,则观察到的现象是
(2)某同学也利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时管中的水柱 下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱 向上喷出(均选填“会”或“不会”).
19.(2023八下·滨海期中)小明利用注射器(可装VmL药液)、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压强的值。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是 。
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右 (选“慢慢”或“快速”)拉动 (选填“活塞”或“注射器筒”),当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数记为F牛。
(3)用刻度尺测出注射器 的长度L厘米,可计算出活塞的横截面积。
(4)由公式 可计算出大气压强的值约为 。
(5)实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有好处: 。
20.暑假中,小李的自行车停放在烈日下,车胎自行爆裂,小李猜想:一定质量的气体,在体积不变时,气体压强与温度有关.小李做了如图所示的探究实验:烧瓶的一端连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气.将烧瓶放入水中,给水槽中的水加热,水温上升.每隔一 段时间,同时用温度计和压强计测量水的温度值(即为瓶中密闭气体的温度值)及密闭空气的压强值.在每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,各次测量实验数据记录如下:
气体的温度/℃ 20 30 40 50 ……
气体的压强/Pa 1.0×105 1.03×105 1.05×105 1.10×105 ……
(1)根据小李上述实验过程可知:每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的 不变.
(2)分析上表中实验数据可知,一定质量的气体,在 保持不变时,气体的压强随 ;
(3)炎热的夏天,载重汽车常常往车轮上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的 从而减小轮胎内气体的压强,防止爆胎.
21.(2021八下·盘龙期末)“五一”节期间,小李与同学一起骑自行车环绕美丽的滇池骑行游玩。活动中他停放在烈日下的自行车车胎自己发生爆胎现象。小李与同学们很好奇气体压强大小与什么因素有关?回到学校和同学们展开了科学探究活动:
【提出问题】气体压强的大小可能与什么因素有关呢?
【猜想与假设】
猜想一:把注射器活塞推至注射器筒中部,用手指堵住前端小孔,这样就在注射器内封住了一定质量的空气,当压活塞使筒内空气体积缩小时,手指会感到很费力。由此可猜想气体压强的大小可能与体积有关;
猜想二:生活中,自行车轮胎在夏天烈日下容易爆胎。据此可猜想气体压强的大小可能跟 有关。
【设计实验】
为了验证猜想一,用一个带有刻度的注射器封闭一定质量的气体,气体的体积可直接读出,气体的压强由图中压强传感器和计算机辅助系统得出(如图所示)。
【进行实验与收集证据】
⑴实验中应保持环境 不变且注射器管壁导热性能良好;
⑵缓慢推动话塞到某一位置,从注射器的刻度上读出 值,待压强传感器示数稳定后读出压强值。继续缓慢推动活塞,得到多组实验数据如下表。
实验序号 1 2 3 4 5
气体的体积V() 50 40 34 30 26
气体的压强p() 1.01 1.26 1.49 1.68 1.94
压强与体积的成绩() 50.5 50.4 50.66 50.4 50.44
【分析与论证】
分析表中实验数据,可以初步得出的结论:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成 关系。
【拓展应用】
⑴打气筒是人们生活中常用的工具,当打气筒的导气管被堵塞时,我们会感到向下压活塞特别费力。这是因为筒内封闭一定质量的空气,当向下压缩时,气体的体积越 ,压强越 (均选填“大”或“小”);
⑵在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车上喷水,主要是通过水蒸发吸热使轮胎内气体的温度降低,来 轮胎内气体的压强,防止爆胎。
小李同学尝试利用注射器、弹簧测力计和刻度尺粗测本地的大气压值。他先将注射器内吸满水,小孔向上竖直放置,再将活塞由下至上推到注射器筒的底端,之后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样操作是为了 。
完成了上述操作后,如图所示,他水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下了弹簧测力计示数为F,并用刻度尺测出注射器筒刻度部分的全部长度为L,已知注射器的容积为V,则本地大气压强的大小可表示为 。测量结束后,老师告诉他这样测量可能会导致测量值偏大,你认为其原因是 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】根据题意可知,当大试管和小试管之间的水流出时,小试管上方水的压强减小。在下面大气压强的作用下,小试管慢慢上升,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据大气压强的知识分析解答。
2.【答案】A
【知识点】牛顿第一定律;惯性及其现象;平衡力的辨别;大气压强的存在
【解析】【解答】A.掷实心球时,若球在最高点时向上的速度为0,但是水平方向速度不为0,如果所受外力全部消失,实心球将会在水平方向上保持匀速直线运动,故A错误;
B. 小王沿水平方向推水平地面上的箱子没有推动, 箱子处于静止状态,所以所受的力为平衡力,推力等于箱子的摩擦力,故B错误;
C. 足球被踢出去后,在空中由于惯性继续向前运动,惯性不能说受到惯性的作用,故C错误;
D. 小张用吸管喝饮料, 是利用了外界大气压大于管内气压将其压入人的嘴里,故D错误。
【分析】(1)物体在沿斜向上运动时,物体的速度可以分解为竖直向上的速度和水平的速度,当物体上升到最高点时,向上的速度为零,但水平方向速度不为零,根据牛顿第一定律,一切物体在不受力时,总保持静止状态或者匀速直线运动状态;
(2)先判断物体是平衡状态,则所受的两个力为平衡力,大小相等;
(3)惯性是物体本身的一种性质,不是力,所以不能说受到或者惯性的作用;
(4)用吸管喝饮料,是把管内饮料上方的空气吸出后,导致管内液面上方气体压强小于外界大气压而被压入嘴里。
3.【答案】B
【知识点】液化及液化放热;力的作用效果;大气压强的存在
【解析】【解答】A. B.C.D.用酒精灯对易拉罐加热, 罐内水蒸气遇冷发生液化成小水珠,导致罐内气压小于罐外大气压,所以罐外大气压力大于罐内压力,在力的作用下易拉罐变瘪,所以说明力可以使物体发生形变,故A、C、D正确不符合题意,B错误符合题意。
故答案为:B。
【分析】力可以改变物体形状;易拉罐内装有少量水,加热时会有大量水蒸气逸出,水蒸气在罐口遇冷液化成小水滴,使管内气压小于大气压,在大气压的作用下被压瘪。
4.【答案】C
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A、马德堡半球实验是第一个证明了大气压存在的实验,故A正确,不符合题意。
B、固体液体气体都有压强,空气具有流动性,对各个方向都有压强,故B正确,不符合题意。
C、海拔高的地方大气比较稀薄,即大气压比较低,随着高度的增加,大气压在降低,故C错误,符合题意。
D、大气压与天气环境有关,阴晴雨天气变化会影响大气压,故D正确,不符合题意。
答案为:C
【分析】(1)第一个证明大气压存在的实验是马德堡半球实验,第一个测出大气压值的是托里拆利。
(2)固体、液体、气体都有压强。
(3)大气压与高度有关,随着高度的增加,大气压在降低。
(4)大气压与天气环境有关。
5.【答案】B
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】 在制药时,为从溶液中提取抗菌素,要用加热的方法,使水沸腾而去除水分,但抗菌素不能在超过80℃的温度下提取, 此时应控制容器内水的沸点在80℃,即降低水的沸点,那么可以使容器内的气压低于标准大气压,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据液体沸点随上方气压的增大而升高的规律分析判断。
6.【答案】C
【知识点】气体压强与体积的关系
【解析】【解答】解:在冬天,装有半瓶热水的热水瓶的上方空间内大部分气体是水蒸气,经过一个夜晚后,由于水蒸气液化,即瓶内的空气变少,造成了瓶内气压小于外界大气压,即瓶塞在外界大气压的作用下被紧紧的压在瓶口.故选C.
【分析】剩有半瓶热水,说明瓶内有一定体积的空气,从温度对空气压强的影响角度分析,再与外界大气压比较,就可找出其中的原因.
7.【答案】D
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】 A、晴天气压比阴雨天的高,阴雨天玻璃球内气压大于外界气压,A管液面逐渐上升,故A正确,不符合题意。
B、当A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压,故B正确,不符合题意。
C、A管越细,现象更明显,越容易看出天气引起的气压变化,故C正确,不符合题意。
D、如果外界大气压增大,A管中的液面会下降,故D错误,符合题意。
答案为:D
【分析】(1)气压低的地方,液面会上升。
(2)气压相同时,液面相平。
(3)A管越细,液面上升的越高,现象更明显。
(4)外界气压较大时,A管液面会下降,玻璃球内液面会上升。
8.【答案】因为封住时,下部大气压的作用,使消毒液不会流出;使用时,上部与外界大气相通,消毒液在重力作用下,向下流入药棉
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】大气压强会对液体施加向上的压强,当只受向上的压强时液体不会滴落;当上下都受到大气压强时,二者会抵消,据此分析消毒液向下流的原因。
9.【答案】小于;不变
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】(1)将吸盘内的空气抽出时,吸盘内的气压小于外部气压。
(2)若真空泵继续向外抽气,因为擦窗机器人是静止的,所以它受力平衡。摩擦力等于重力,保持不变。
【分析】(1)大气压强与大气多少有关系,当大气越少时,压强越小。
(2)物体静止时是平衡状态,受力平衡,向上的力等于向下的力。
10.【答案】750;1.36×104
【知识点】液体压强的计算;大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)根据图片可知,玻璃管内外水银面的高度差为750mm,则测得大气压强等于750mm汞柱;
(2)100mm高水银柱产生的压强:p=ρ液gh= 13.6×103kg/m3 ×10N/kg×1m=1.36×104Pa。
【分析】(1)大气压强等于玻璃管内外水银面的高度差。
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh计算水银柱产生的压强。
11.【答案】升高;沸点
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【解答】大气压和高度有关,大气压随高度的增加而减小,因此,将自制气压计从一楼拿到六楼,由于外界大气压减小,所以观察到玻璃管内的水柱在内部气压的作用下会逐渐升高。
液体的沸点和气压有关,气压越小,沸点越低。生活中使用高压锅就是为了增大锅内的气体压强,从而提高液体的沸点。
【分析】大气压强和海拔高度有关,海拔越高,大气压降低;液体沸点随气压的升高而升高。
12.【答案】不变;变长
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】(1)测量大气压强的值,是看玻璃管内外水银柱的高度差,将玻璃管往下压5mm,不影响高度差,高度差保持不变。
(2)若将玻璃管倾斜,玻璃管内外水银柱的高度差保持不变。但是因为倾斜,玻璃管内的水银长度变长。
【分析】(1)在托里拆利实验中,高度差指的是玻璃管内外的水银高度差。
(2)因为玻璃管内外水银高度差保持不变,玻璃管倾斜,所以水银柱的长度变长。
13.【答案】低于;降低
【知识点】大气压强与高度的关系;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】海拔1000m的压强小于海平面上的压强,所以水银柱高度低于760mmHg,海拔越高,水的沸点越低
【分析】水银柱高度为760mmHg时处于海平面上,海拔越高,大气压越小,水的沸点越小
14.【答案】降低;连通器;减小
【知识点】增大或减小摩擦的方法;连通器原理;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】(1) 甲图中刚停止沸腾的水,瓶底浇上冷水, 温度降低,瓶内气体压强变小,而水又重新沸腾,说明水的沸点随气压减小而降低了;
(2)乙图地漏利用了连通器的原理;
(3)游泳运动员身穿“鲨鱼皮”泳衣,通过减小表面粗糙程度减小了摩擦力。
【分析】(1)由液体沸点与气压的关系分析判断;
(2)利用连通器的特点分析判断;
(3)根据影响摩擦力大小的因素分析判断。
15.【答案】大气压;大于;能
【知识点】气体压强与体积的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】按压瓶盖,瓶内气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,洗手液在内外气压差的作用下被压上来,利用的是大气压。
向下按压后松手时,瓶内气体被压缩,压强变大,大于储液筒中气压,所以液体才能从导液管通过进液阀门被压进入到储液筒。
在太空舱中存在空气,如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖,可以使瓶内气压增大,大于太空舱内的气压,所以能挤出洗手液。
【分析】按压式瓶盖中液体流出,利用了大气压的作用。
16.【答案】活塞式抽水机;大气压
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用
【解析】【解答】按压瓶盖,瓶内气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,洗手液在内外气压差的作用下被“吸”上来,利用的是大气压。活塞式抽水机抽水,通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压。所以装有洗手液或洗发液的瓶子与活塞式抽水机的工作原理相同。
【分析】利用活塞的移动,在大气压的作用下将液体压上来,是活塞式抽水机的工作现象。
17.【答案】大气压;10;连通器
【知识点】气压计和抽水机
【解析】【解答】抽水机是利用大气压来工作的,因为p=ρgh,
所以它能抽水的最大高度
出水口和圆筒是一个上端开口,底部连通的容器,所以构成的是一个连通器.
故本题答案为:大气压;10;连通器.
【分析】(1)抽水机是将筒内的空气排出,这样在外界大气压的作用下水就被压进抽水机了,故能“压”起的水高度要满足p大气=p水=ρ水gh.
(2)上端开口、底部连通的容器叫连通器.
18.【答案】(1)管内外水银面高度差;管内水银柱高度变高
(2)不会;不会
【知识点】液体压强计算公式的应用;大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)①为了测得大气压的值,这时必须测量管内外水银面高度差 ;
②如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部, 由于高度更小,那么大气压强更大。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,管内外水银柱高度变高。
(2)①根据液体压强公式p=ρ液gh可知,大气压强可以支持大约10m高的水柱,因此把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时管中的水柱不会下降;
②如果这时在管顶开一个小孔, 那么玻璃管与水槽底部相连,上面开口,相当于连通器,则当水柱静止时,水槽内和玻璃管内外水面高度相平,因此水柱不会向上喷出。
【分析】(1)①当玻璃管内水银柱静止时,玻璃管内外水银柱的高度差产生的压强等于此时的大气压强。
②根据大气压强随高度的变化规律确定大气压强的变化,再分析内外高度差的变化即可;
(2)①根据液体压强公式p=ρ液gh分析大气压强能够支持的水柱高度即可;
②当连通器内只有一种液体时,各个容器内液面总保持相平。
19.【答案】(1)为了排尽注射器内的空气
(2)慢慢;注射器筒
(3)全部刻度部分
(4);
(5)减小摩擦、密封性好
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)、把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是为了排尽注射器内的空气;
(2)、如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数记为F。
(3)、用刻度尺测出注射器全部刻度部分的长度L,可计算出活塞的横截面积。
(4)、由公式 可计算出大气压强的值约为 。
(5)、实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做的优点是可以减小摩擦、密封性好。
【分析】(1)、测量的是外界大气压,利用外界大气压对活塞的压力与弹簧测力计的拉力平衡来间接测量大气压的,所以这样做的目的是排尽注射器内的空气;
(2)、实验中利用了二力平衡的原理,所以要慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,外界大气压对活塞的压力与弹簧测力计的拉力平衡。
(3)、有刻度的注射器是圆柱体,所以活塞的横截面积。
(4)、由公式 可计算出大气压强的值的表达式 。
(5)、活塞周围涂抹润滑油,可以减小摩擦、密封性好,实验结果更加准确。
20.【答案】(1)体积
(2)体积;温度升高而变大
(3)温度下降
【知识点】气体压强与体积的关系
【解析】【解答】(1)根据小李上述实验过程可知:每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的体积不变.
(2)根据表格数据可知:一定质量的气体,在体积保持不变时,气体的压强随温度升高而变大;
(3)炎热的夏天,载重汽车常常往车轮上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的温度下降从而减小轮胎内气体的压强,防止爆胎。
【分析】(1)一定质量的气体,它的压强与温度和体积有关。探究气体压强与温度的关系时,需要控制气体温度相同,据此分析解答。
(2)根据表格数据分析变化的影响和不变的因素,分析其中的变化规律即可;
(3)根据水蒸气吸热解答。
21.【答案】温度;温度;气体的体积;反比;小;大;减小;排尽注射器筒内空气,并杜绝空气进入筒内;;活塞与筒壁间有摩擦
【知识点】大气压强的测量方法;气体压强与体积的关系
【解析】【解答】车轮胎在烈日下暴晒会爆胎,原因是轮胎内部压强增大造成的,而引起气压变化是由于温度升高导致的,所以气压的大小还与温度有关。
(1)为了验证气压与体积的关系,应保持环境温度不变。
(2)推动活塞到某位置时,应在注射器的刻度上读出气体体积的值,因为注射器活塞对应刻度值便注射器内气体的体积。
由表格数据知,气体压强与体积的乘积是定值,那么可以得出:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成反比。
【应用拓展】
(1)打气筒的导气管被堵塞时,筒内封闭的空气质量不变,活塞向下压时,气体的体积变小,那么气压变会变大。即气体体积越小,气压越大。
(2)往正在盘山公路上下坡行驶的载重汽车上喷水的作用是,水在蒸发时吸热,可以让轮胎内的气体温度降低,压强减小,而避免气压过高出现爆胎危险。
将活塞由下至上推出注射器筒内的水,再用橡皮帽封住注射器,是为了将筒内空气排尽,且保证空气不再进入筒内。
由题意知,注射器筒活塞的横截面积
活塞刚开始滑动时,所受的拉力与空气对它的压力是一对平衡力,那么空气对活塞的压力为F,则大气压强
以上测量,活塞与筒壁间压在摩擦,则拉力会大于空气对活塞的压力,这样便会造成测量结果偏大。
【分析】大气压的大小和气体的温度有关;
(1)实验中,从注射器上,可以看到气体大小;
(2)探究大气压和气体体积的关系,要保持温度相同;根据实验数据判断,大气压和体积成反比;
(3)压缩气体体积时,体积减小,压强变大;降低温度,可以减小压强;排净注射器中的空气,便于测量大气压的大小;
(4)根据压力和受力面积的比值, 计算压强大小;由于活塞和注射器间的摩擦力,使测量的大气压偏大。
1 / 1粤沪版物理八下同步训练:8.3 大气压与人类生活
一、选择题
1.两个粗细相差不大的试管,大试管中装有一定量水.将小试管放入大试管后迅速倒转,在水外流的时间内,小试管将( )
A.下落 B.上升 C.静止不动 D.无法判断
【答案】B
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】根据题意可知,当大试管和小试管之间的水流出时,小试管上方水的压强减小。在下面大气压强的作用下,小试管慢慢上升,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据大气压强的知识分析解答。
2.(2023八下·建邺期末) 下列关于力的现象描述,其中正确的是( )
A.掷实心球时,若球在最高点时所受外力全部消失,球将匀速直线运动
B.小王沿水平方向推水平地面上的箱子没有推动,是因为推力小于箱子受到的摩擦力
C.足球被踢出去后,在空中因为受到惯性的作用而继续向前运动
D.小张用吸管喝饮料,是利用了嘴对饮料的作用力将其吸入口中
【答案】A
【知识点】牛顿第一定律;惯性及其现象;平衡力的辨别;大气压强的存在
【解析】【解答】A.掷实心球时,若球在最高点时向上的速度为0,但是水平方向速度不为0,如果所受外力全部消失,实心球将会在水平方向上保持匀速直线运动,故A错误;
B. 小王沿水平方向推水平地面上的箱子没有推动, 箱子处于静止状态,所以所受的力为平衡力,推力等于箱子的摩擦力,故B错误;
C. 足球被踢出去后,在空中由于惯性继续向前运动,惯性不能说受到惯性的作用,故C错误;
D. 小张用吸管喝饮料, 是利用了外界大气压大于管内气压将其压入人的嘴里,故D错误。
【分析】(1)物体在沿斜向上运动时,物体的速度可以分解为竖直向上的速度和水平的速度,当物体上升到最高点时,向上的速度为零,但水平方向速度不为零,根据牛顿第一定律,一切物体在不受力时,总保持静止状态或者匀速直线运动状态;
(2)先判断物体是平衡状态,则所受的两个力为平衡力,大小相等;
(3)惯性是物体本身的一种性质,不是力,所以不能说受到或者惯性的作用;
(4)用吸管喝饮料,是把管内饮料上方的空气吸出后,导致管内液面上方气体压强小于外界大气压而被压入嘴里。
3.(2023八下·长沙月考)如图,在易拉罐中装入少量水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,用物体将罐口封堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,不一会儿,易拉罐就扁了,并发出了清脆的声音.关于这个实验,下列说法错误的是( )
A.易拉罐变瘪,说明力可以使物体发生形变
B.易拉罐变瘪,是由于罐体冷却收缩形成的
C.易拉罐变瘪,是由于大气压的作用而导致的
D.易拉罐内气压变小的原因之一是瓶内水蒸气液化成小水珠
【答案】B
【知识点】液化及液化放热;力的作用效果;大气压强的存在
【解析】【解答】A. B.C.D.用酒精灯对易拉罐加热, 罐内水蒸气遇冷发生液化成小水珠,导致罐内气压小于罐外大气压,所以罐外大气压力大于罐内压力,在力的作用下易拉罐变瘪,所以说明力可以使物体发生形变,故A、C、D正确不符合题意,B错误符合题意。
故答案为:B。
【分析】力可以改变物体形状;易拉罐内装有少量水,加热时会有大量水蒸气逸出,水蒸气在罐口遇冷液化成小水滴,使管内气压小于大气压,在大气压的作用下被压瘪。
4.(2023八下·马尾期末) 下列有关大气压的叙述,不正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压存在
B.空气的流动性使各个方向都有压强
C.海拔越高的地方,大气压强也越大
D.阴晴雨等天气变化会影响大气压强
【答案】C
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A、马德堡半球实验是第一个证明了大气压存在的实验,故A正确,不符合题意。
B、固体液体气体都有压强,空气具有流动性,对各个方向都有压强,故B正确,不符合题意。
C、海拔高的地方大气比较稀薄,即大气压比较低,随着高度的增加,大气压在降低,故C错误,符合题意。
D、大气压与天气环境有关,阴晴雨天气变化会影响大气压,故D正确,不符合题意。
答案为:C
【分析】(1)第一个证明大气压存在的实验是马德堡半球实验,第一个测出大气压值的是托里拆利。
(2)固体、液体、气体都有压强。
(3)大气压与高度有关,随着高度的增加,大气压在降低。
(4)大气压与天气环境有关。
5.在制药时,为从溶液中提取抗菌素,要用加热的方法,使水沸腾而去除水分,但抗菌素不能在超过80℃的温度下提取,由此可知制药时水面上的气压( )
A.一定等于1标准大气压 B.一定小于1标准大气压
C.一定大于1标准大气压 D.可能等于2标准大气压
【答案】B
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】 在制药时,为从溶液中提取抗菌素,要用加热的方法,使水沸腾而去除水分,但抗菌素不能在超过80℃的温度下提取, 此时应控制容器内水的沸点在80℃,即降低水的沸点,那么可以使容器内的气压低于标准大气压,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据液体沸点随上方气压的增大而升高的规律分析判断。
6.(2016八下·衡阳期中)在冬天,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,且不易拔出,其主要原因是( )
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体因温度降低而压强减小,大气压把瓶塞压紧
D.瓶内气体温度降低而把瓶塞吸住
【答案】C
【知识点】气体压强与体积的关系
【解析】【解答】解:在冬天,装有半瓶热水的热水瓶的上方空间内大部分气体是水蒸气,经过一个夜晚后,由于水蒸气液化,即瓶内的空气变少,造成了瓶内气压小于外界大气压,即瓶塞在外界大气压的作用下被紧紧的压在瓶口.故选C.
【分析】剩有半瓶热水,说明瓶内有一定体积的空气,从温度对空气压强的影响角度分析,再与外界大气压比较,就可找出其中的原因.
7.(2023八下·巢湖期末)如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法不正确的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,阴雨天A管液面逐渐上升
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易看出天气引起的气压变化
D.A管中液面上升时,表示外界大气压增大
【答案】D
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】 A、晴天气压比阴雨天的高,阴雨天玻璃球内气压大于外界气压,A管液面逐渐上升,故A正确,不符合题意。
B、当A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压,故B正确,不符合题意。
C、A管越细,现象更明显,越容易看出天气引起的气压变化,故C正确,不符合题意。
D、如果外界大气压增大,A管中的液面会下降,故D错误,符合题意。
答案为:D
【分析】(1)气压低的地方,液面会上升。
(2)气压相同时,液面相平。
(3)A管越细,液面上升的越高,现象更明显。
(4)外界气压较大时,A管液面会下降,玻璃球内液面会上升。
二、填空题
8.如图所示是一种便携式“碘伏棉签”,塑料管内装有碘伏消毒液,它的上端封闭,这样消毒液就不会从下端流出;使用时将封盖掰开,消毒液会自动向下流入药棉中.请解释为什么在使用前消毒液不会流出塑料管,而使用时才会流出:
【答案】因为封住时,下部大气压的作用,使消毒液不会流出;使用时,上部与外界大气相通,消毒液在重力作用下,向下流入药棉
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】大气压强会对液体施加向上的压强,当只受向上的压强时液体不会滴落;当上下都受到大气压强时,二者会抵消,据此分析消毒液向下流的原因。
9.(2023八下·济阳期末)“擦窗机器人”的“腹部”有吸盘,当真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。机器人吸尘的工作原理是通过电机转动时内部压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)外部压强,从而使杂物进入吸尘器。当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】小于;不变
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】(1)将吸盘内的空气抽出时,吸盘内的气压小于外部气压。
(2)若真空泵继续向外抽气,因为擦窗机器人是静止的,所以它受力平衡。摩擦力等于重力,保持不变。
【分析】(1)大气压强与大气多少有关系,当大气越少时,压强越小。
(2)物体静止时是平衡状态,受力平衡,向上的力等于向下的力。
10.如图所示的托里拆利实验中,测得的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强.已知水银密度ρ=13.6×103kg/m3,g取10N/kg,则100 mm高水银柱产生的压强为 Pa.
【答案】750;1.36×104
【知识点】液体压强的计算;大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)根据图片可知,玻璃管内外水银面的高度差为750mm,则测得大气压强等于750mm汞柱;
(2)100mm高水银柱产生的压强:p=ρ液gh= 13.6×103kg/m3 ×10N/kg×1m=1.36×104Pa。
【分析】(1)大气压强等于玻璃管内外水银面的高度差。
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh计算水银柱产生的压强。
11.(2021八下·大安期末)小明将如图所示的自制气压计从一楼拿到六楼,观察到玻璃管内的水柱逐渐 (选填“升高”“降低”或“不变”);生活中使用高压锅是为了增大锅内的气体压强,从而提高液体的 。
【答案】升高;沸点
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【解答】大气压和高度有关,大气压随高度的增加而减小,因此,将自制气压计从一楼拿到六楼,由于外界大气压减小,所以观察到玻璃管内的水柱在内部气压的作用下会逐渐升高。
液体的沸点和气压有关,气压越小,沸点越低。生活中使用高压锅就是为了增大锅内的气体压强,从而提高液体的沸点。
【分析】大气压强和海拔高度有关,海拔越高,大气压降低;液体沸点随气压的升高而升高。
12.(2023八下·邛崃期末)某实验小组用如图所示的装置测量大气压强的值,若将玻璃管往下压5 mm,则玻璃管内外水银面的高度差将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。若将玻璃管倾斜,则玻璃管中水银柱的长度将 (选填“变长”、“变短”或“不变”)。
【答案】不变;变长
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】(1)测量大气压强的值,是看玻璃管内外水银柱的高度差,将玻璃管往下压5mm,不影响高度差,高度差保持不变。
(2)若将玻璃管倾斜,玻璃管内外水银柱的高度差保持不变。但是因为倾斜,玻璃管内的水银长度变长。
【分析】(1)在托里拆利实验中,高度差指的是玻璃管内外的水银高度差。
(2)因为玻璃管内外水银高度差保持不变,玻璃管倾斜,所以水银柱的长度变长。
13.(2023八下·阿克苏期末)在海拔的天山上某处,做托里拆利实验,水银柱的高度将 填“高于”“低于”,在此处与海平面相比较,水的沸点将 。填“降低”“升高”
【答案】低于;降低
【知识点】大气压强与高度的关系;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】海拔1000m的压强小于海平面上的压强,所以水银柱高度低于760mmHg,海拔越高,水的沸点越低
【分析】水银柱高度为760mmHg时处于海平面上,海拔越高,大气压越小,水的沸点越小
14.(2023八下·高州期末)如图在甲图中刚停止沸腾的水,瓶底浇上冷水,水又重新沸腾,说明液体的沸点随气压减小而 (选填“降低”或“升高”);乙图中地漏利用 原理防止异味;游泳运动员身穿“鲨鱼皮”泳衣,在游泳时摩擦力 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】降低;连通器;减小
【知识点】增大或减小摩擦的方法;连通器原理;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】(1) 甲图中刚停止沸腾的水,瓶底浇上冷水, 温度降低,瓶内气体压强变小,而水又重新沸腾,说明水的沸点随气压减小而降低了;
(2)乙图地漏利用了连通器的原理;
(3)游泳运动员身穿“鲨鱼皮”泳衣,通过减小表面粗糙程度减小了摩擦力。
【分析】(1)由液体沸点与气压的关系分析判断;
(2)利用连通器的特点分析判断;
(3)根据影响摩擦力大小的因素分析判断。
15.(2022八下·临邑期末)在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图甲所示。洗手液能被“吸”上来是利用了 。向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压 储液筒中气压。(选填“大于”“小于”或“等于”)。如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖, 挤出洗手液(选填“能”或“不能”)。
【答案】大气压;大于;能
【知识点】气体压强与体积的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】按压瓶盖,瓶内气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,洗手液在内外气压差的作用下被压上来,利用的是大气压。
向下按压后松手时,瓶内气体被压缩,压强变大,大于储液筒中气压,所以液体才能从导液管通过进液阀门被压进入到储液筒。
在太空舱中存在空气,如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖,可以使瓶内气压增大,大于太空舱内的气压,所以能挤出洗手液。
【分析】按压式瓶盖中液体流出,利用了大气压的作用。
16.(2021八下·盘龙期末)在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图所示。其工作原理和 的工作原理相同(选填“船闸”或“活塞式抽水机”),洗手液能被“吸”上来是利用了 。
【答案】活塞式抽水机;大气压
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用
【解析】【解答】按压瓶盖,瓶内气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,洗手液在内外气压差的作用下被“吸”上来,利用的是大气压。活塞式抽水机抽水,通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压。所以装有洗手液或洗发液的瓶子与活塞式抽水机的工作原理相同。
【分析】利用活塞的移动,在大气压的作用下将液体压上来,是活塞式抽水机的工作现象。
17.(2021八下·广东月考)如图,活塞式抽水机是利用 来工作的,在1个标准大气压下,最多可把水抽高 m;图中的出水口和圆筒构成一个 .(1个标准大气压取1×105Pa,g取10N/kg)
【答案】大气压;10;连通器
【知识点】气压计和抽水机
【解析】【解答】抽水机是利用大气压来工作的,因为p=ρgh,
所以它能抽水的最大高度
出水口和圆筒是一个上端开口,底部连通的容器,所以构成的是一个连通器.
故本题答案为:大气压;10;连通器.
【分析】(1)抽水机是将筒内的空气排出,这样在外界大气压的作用下水就被压进抽水机了,故能“压”起的水高度要满足p大气=p水=ρ水gh.
(2)上端开口、底部连通的容器叫连通器.
三、实验探究题
18.在长约1米、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口及堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示.
(1)为了测得大气压的值,这时必须测量
如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部,则观察到的现象是
(2)某同学也利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时管中的水柱 下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱 向上喷出(均选填“会”或“不会”).
【答案】(1)管内外水银面高度差;管内水银柱高度变高
(2)不会;不会
【知识点】液体压强计算公式的应用;大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)①为了测得大气压的值,这时必须测量管内外水银面高度差 ;
②如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部, 由于高度更小,那么大气压强更大。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,管内外水银柱高度变高。
(2)①根据液体压强公式p=ρ液gh可知,大气压强可以支持大约10m高的水柱,因此把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时管中的水柱不会下降;
②如果这时在管顶开一个小孔, 那么玻璃管与水槽底部相连,上面开口,相当于连通器,则当水柱静止时,水槽内和玻璃管内外水面高度相平,因此水柱不会向上喷出。
【分析】(1)①当玻璃管内水银柱静止时,玻璃管内外水银柱的高度差产生的压强等于此时的大气压强。
②根据大气压强随高度的变化规律确定大气压强的变化,再分析内外高度差的变化即可;
(2)①根据液体压强公式p=ρ液gh分析大气压强能够支持的水柱高度即可;
②当连通器内只有一种液体时,各个容器内液面总保持相平。
19.(2023八下·滨海期中)小明利用注射器(可装VmL药液)、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压强的值。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是 。
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右 (选“慢慢”或“快速”)拉动 (选填“活塞”或“注射器筒”),当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数记为F牛。
(3)用刻度尺测出注射器 的长度L厘米,可计算出活塞的横截面积。
(4)由公式 可计算出大气压强的值约为 。
(5)实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有好处: 。
【答案】(1)为了排尽注射器内的空气
(2)慢慢;注射器筒
(3)全部刻度部分
(4);
(5)减小摩擦、密封性好
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)、把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是为了排尽注射器内的空气;
(2)、如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数记为F。
(3)、用刻度尺测出注射器全部刻度部分的长度L,可计算出活塞的横截面积。
(4)、由公式 可计算出大气压强的值约为 。
(5)、实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做的优点是可以减小摩擦、密封性好。
【分析】(1)、测量的是外界大气压,利用外界大气压对活塞的压力与弹簧测力计的拉力平衡来间接测量大气压的,所以这样做的目的是排尽注射器内的空气;
(2)、实验中利用了二力平衡的原理,所以要慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,外界大气压对活塞的压力与弹簧测力计的拉力平衡。
(3)、有刻度的注射器是圆柱体,所以活塞的横截面积。
(4)、由公式 可计算出大气压强的值的表达式 。
(5)、活塞周围涂抹润滑油,可以减小摩擦、密封性好,实验结果更加准确。
20.暑假中,小李的自行车停放在烈日下,车胎自行爆裂,小李猜想:一定质量的气体,在体积不变时,气体压强与温度有关.小李做了如图所示的探究实验:烧瓶的一端连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气.将烧瓶放入水中,给水槽中的水加热,水温上升.每隔一 段时间,同时用温度计和压强计测量水的温度值(即为瓶中密闭气体的温度值)及密闭空气的压强值.在每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,各次测量实验数据记录如下:
气体的温度/℃ 20 30 40 50 ……
气体的压强/Pa 1.0×105 1.03×105 1.05×105 1.10×105 ……
(1)根据小李上述实验过程可知:每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的 不变.
(2)分析上表中实验数据可知,一定质量的气体,在 保持不变时,气体的压强随 ;
(3)炎热的夏天,载重汽车常常往车轮上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的 从而减小轮胎内气体的压强,防止爆胎.
【答案】(1)体积
(2)体积;温度升高而变大
(3)温度下降
【知识点】气体压强与体积的关系
【解析】【解答】(1)根据小李上述实验过程可知:每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的体积不变.
(2)根据表格数据可知:一定质量的气体,在体积保持不变时,气体的压强随温度升高而变大;
(3)炎热的夏天,载重汽车常常往车轮上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的温度下降从而减小轮胎内气体的压强,防止爆胎。
【分析】(1)一定质量的气体,它的压强与温度和体积有关。探究气体压强与温度的关系时,需要控制气体温度相同,据此分析解答。
(2)根据表格数据分析变化的影响和不变的因素,分析其中的变化规律即可;
(3)根据水蒸气吸热解答。
21.(2021八下·盘龙期末)“五一”节期间,小李与同学一起骑自行车环绕美丽的滇池骑行游玩。活动中他停放在烈日下的自行车车胎自己发生爆胎现象。小李与同学们很好奇气体压强大小与什么因素有关?回到学校和同学们展开了科学探究活动:
【提出问题】气体压强的大小可能与什么因素有关呢?
【猜想与假设】
猜想一:把注射器活塞推至注射器筒中部,用手指堵住前端小孔,这样就在注射器内封住了一定质量的空气,当压活塞使筒内空气体积缩小时,手指会感到很费力。由此可猜想气体压强的大小可能与体积有关;
猜想二:生活中,自行车轮胎在夏天烈日下容易爆胎。据此可猜想气体压强的大小可能跟 有关。
【设计实验】
为了验证猜想一,用一个带有刻度的注射器封闭一定质量的气体,气体的体积可直接读出,气体的压强由图中压强传感器和计算机辅助系统得出(如图所示)。
【进行实验与收集证据】
⑴实验中应保持环境 不变且注射器管壁导热性能良好;
⑵缓慢推动话塞到某一位置,从注射器的刻度上读出 值,待压强传感器示数稳定后读出压强值。继续缓慢推动活塞,得到多组实验数据如下表。
实验序号 1 2 3 4 5
气体的体积V() 50 40 34 30 26
气体的压强p() 1.01 1.26 1.49 1.68 1.94
压强与体积的成绩() 50.5 50.4 50.66 50.4 50.44
【分析与论证】
分析表中实验数据,可以初步得出的结论:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成 关系。
【拓展应用】
⑴打气筒是人们生活中常用的工具,当打气筒的导气管被堵塞时,我们会感到向下压活塞特别费力。这是因为筒内封闭一定质量的空气,当向下压缩时,气体的体积越 ,压强越 (均选填“大”或“小”);
⑵在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车上喷水,主要是通过水蒸发吸热使轮胎内气体的温度降低,来 轮胎内气体的压强,防止爆胎。
小李同学尝试利用注射器、弹簧测力计和刻度尺粗测本地的大气压值。他先将注射器内吸满水,小孔向上竖直放置,再将活塞由下至上推到注射器筒的底端,之后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样操作是为了 。
完成了上述操作后,如图所示,他水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下了弹簧测力计示数为F,并用刻度尺测出注射器筒刻度部分的全部长度为L,已知注射器的容积为V,则本地大气压强的大小可表示为 。测量结束后,老师告诉他这样测量可能会导致测量值偏大,你认为其原因是 。
【答案】温度;温度;气体的体积;反比;小;大;减小;排尽注射器筒内空气,并杜绝空气进入筒内;;活塞与筒壁间有摩擦
【知识点】大气压强的测量方法;气体压强与体积的关系
【解析】【解答】车轮胎在烈日下暴晒会爆胎,原因是轮胎内部压强增大造成的,而引起气压变化是由于温度升高导致的,所以气压的大小还与温度有关。
(1)为了验证气压与体积的关系,应保持环境温度不变。
(2)推动活塞到某位置时,应在注射器的刻度上读出气体体积的值,因为注射器活塞对应刻度值便注射器内气体的体积。
由表格数据知,气体压强与体积的乘积是定值,那么可以得出:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成反比。
【应用拓展】
(1)打气筒的导气管被堵塞时,筒内封闭的空气质量不变,活塞向下压时,气体的体积变小,那么气压变会变大。即气体体积越小,气压越大。
(2)往正在盘山公路上下坡行驶的载重汽车上喷水的作用是,水在蒸发时吸热,可以让轮胎内的气体温度降低,压强减小,而避免气压过高出现爆胎危险。
将活塞由下至上推出注射器筒内的水,再用橡皮帽封住注射器,是为了将筒内空气排尽,且保证空气不再进入筒内。
由题意知,注射器筒活塞的横截面积
活塞刚开始滑动时,所受的拉力与空气对它的压力是一对平衡力,那么空气对活塞的压力为F,则大气压强
以上测量,活塞与筒壁间压在摩擦,则拉力会大于空气对活塞的压力,这样便会造成测量结果偏大。
【分析】大气压的大小和气体的温度有关;
(1)实验中,从注射器上,可以看到气体大小;
(2)探究大气压和气体体积的关系,要保持温度相同;根据实验数据判断,大气压和体积成反比;
(3)压缩气体体积时,体积减小,压强变大;降低温度,可以减小压强;排净注射器中的空气,便于测量大气压的大小;
(4)根据压力和受力面积的比值, 计算压强大小;由于活塞和注射器间的摩擦力,使测量的大气压偏大。
1 / 1粤沪版物理八下同步训练:8.3 大气压与人类生活
一、选择题
1.两个粗细相差不大的试管,大试管中装有一定量水.将小试管放入大试管后迅速倒转,在水外流的时间内,小试管将( )
A.下落 B.上升 C.静止不动 D.无法判断
【答案】B
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】根据题意可知,当大试管和小试管之间的水流出时,小试管上方水的压强减小。在下面大气压强的作用下,小试管慢慢上升,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据大气压强的知识分析解答。
2.(2023八下·建邺期末) 下列关于力的现象描述,其中正确的是( )
A.掷实心球时,若球在最高点时所受外力全部消失,球将匀速直线运动
B.小王沿水平方向推水平地面上的箱子没有推动,是因为推力小于箱子受到的摩擦力
C.足球被踢出去后,在空中因为受到惯性的作用而继续向前运动
D.小张用吸管喝饮料,是利用了嘴对饮料的作用力将其吸入口中
【答案】A
【知识点】牛顿第一定律;惯性及其现象;平衡力的辨别;大气压强的存在
【解析】【解答】A.掷实心球时,若球在最高点时向上的速度为0,但是水平方向速度不为0,如果所受外力全部消失,实心球将会在水平方向上保持匀速直线运动,故A错误;
B. 小王沿水平方向推水平地面上的箱子没有推动, 箱子处于静止状态,所以所受的力为平衡力,推力等于箱子的摩擦力,故B错误;
C. 足球被踢出去后,在空中由于惯性继续向前运动,惯性不能说受到惯性的作用,故C错误;
D. 小张用吸管喝饮料, 是利用了外界大气压大于管内气压将其压入人的嘴里,故D错误。
【分析】(1)物体在沿斜向上运动时,物体的速度可以分解为竖直向上的速度和水平的速度,当物体上升到最高点时,向上的速度为零,但水平方向速度不为零,根据牛顿第一定律,一切物体在不受力时,总保持静止状态或者匀速直线运动状态;
(2)先判断物体是平衡状态,则所受的两个力为平衡力,大小相等;
(3)惯性是物体本身的一种性质,不是力,所以不能说受到或者惯性的作用;
(4)用吸管喝饮料,是把管内饮料上方的空气吸出后,导致管内液面上方气体压强小于外界大气压而被压入嘴里。
3.(2023八下·长沙月考)如图,在易拉罐中装入少量水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,用物体将罐口封堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,不一会儿,易拉罐就扁了,并发出了清脆的声音.关于这个实验,下列说法错误的是( )
A.易拉罐变瘪,说明力可以使物体发生形变
B.易拉罐变瘪,是由于罐体冷却收缩形成的
C.易拉罐变瘪,是由于大气压的作用而导致的
D.易拉罐内气压变小的原因之一是瓶内水蒸气液化成小水珠
【答案】B
【知识点】液化及液化放热;力的作用效果;大气压强的存在
【解析】【解答】A. B.C.D.用酒精灯对易拉罐加热, 罐内水蒸气遇冷发生液化成小水珠,导致罐内气压小于罐外大气压,所以罐外大气压力大于罐内压力,在力的作用下易拉罐变瘪,所以说明力可以使物体发生形变,故A、C、D正确不符合题意,B错误符合题意。
故答案为:B。
【分析】力可以改变物体形状;易拉罐内装有少量水,加热时会有大量水蒸气逸出,水蒸气在罐口遇冷液化成小水滴,使管内气压小于大气压,在大气压的作用下被压瘪。
4.(2023八下·马尾期末) 下列有关大气压的叙述,不正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压存在
B.空气的流动性使各个方向都有压强
C.海拔越高的地方,大气压强也越大
D.阴晴雨等天气变化会影响大气压强
【答案】C
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A、马德堡半球实验是第一个证明了大气压存在的实验,故A正确,不符合题意。
B、固体液体气体都有压强,空气具有流动性,对各个方向都有压强,故B正确,不符合题意。
C、海拔高的地方大气比较稀薄,即大气压比较低,随着高度的增加,大气压在降低,故C错误,符合题意。
D、大气压与天气环境有关,阴晴雨天气变化会影响大气压,故D正确,不符合题意。
答案为:C
【分析】(1)第一个证明大气压存在的实验是马德堡半球实验,第一个测出大气压值的是托里拆利。
(2)固体、液体、气体都有压强。
(3)大气压与高度有关,随着高度的增加,大气压在降低。
(4)大气压与天气环境有关。
5.在制药时,为从溶液中提取抗菌素,要用加热的方法,使水沸腾而去除水分,但抗菌素不能在超过80℃的温度下提取,由此可知制药时水面上的气压( )
A.一定等于1标准大气压 B.一定小于1标准大气压
C.一定大于1标准大气压 D.可能等于2标准大气压
【答案】B
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】 在制药时,为从溶液中提取抗菌素,要用加热的方法,使水沸腾而去除水分,但抗菌素不能在超过80℃的温度下提取, 此时应控制容器内水的沸点在80℃,即降低水的沸点,那么可以使容器内的气压低于标准大气压,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据液体沸点随上方气压的增大而升高的规律分析判断。
6.(2016八下·衡阳期中)在冬天,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,且不易拔出,其主要原因是( )
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体因温度降低而压强减小,大气压把瓶塞压紧
D.瓶内气体温度降低而把瓶塞吸住
【答案】C
【知识点】气体压强与体积的关系
【解析】【解答】解:在冬天,装有半瓶热水的热水瓶的上方空间内大部分气体是水蒸气,经过一个夜晚后,由于水蒸气液化,即瓶内的空气变少,造成了瓶内气压小于外界大气压,即瓶塞在外界大气压的作用下被紧紧的压在瓶口.故选C.
【分析】剩有半瓶热水,说明瓶内有一定体积的空气,从温度对空气压强的影响角度分析,再与外界大气压比较,就可找出其中的原因.
7.(2023八下·巢湖期末)如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法不正确的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,阴雨天A管液面逐渐上升
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易看出天气引起的气压变化
D.A管中液面上升时,表示外界大气压增大
【答案】D
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】 A、晴天气压比阴雨天的高,阴雨天玻璃球内气压大于外界气压,A管液面逐渐上升,故A正确,不符合题意。
B、当A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压,故B正确,不符合题意。
C、A管越细,现象更明显,越容易看出天气引起的气压变化,故C正确,不符合题意。
D、如果外界大气压增大,A管中的液面会下降,故D错误,符合题意。
答案为:D
【分析】(1)气压低的地方,液面会上升。
(2)气压相同时,液面相平。
(3)A管越细,液面上升的越高,现象更明显。
(4)外界气压较大时,A管液面会下降,玻璃球内液面会上升。
二、填空题
8.如图所示是一种便携式“碘伏棉签”,塑料管内装有碘伏消毒液,它的上端封闭,这样消毒液就不会从下端流出;使用时将封盖掰开,消毒液会自动向下流入药棉中.请解释为什么在使用前消毒液不会流出塑料管,而使用时才会流出:
【答案】因为封住时,下部大气压的作用,使消毒液不会流出;使用时,上部与外界大气相通,消毒液在重力作用下,向下流入药棉
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】大气压强会对液体施加向上的压强,当只受向上的压强时液体不会滴落;当上下都受到大气压强时,二者会抵消,据此分析消毒液向下流的原因。
9.(2023八下·济阳期末)“擦窗机器人”的“腹部”有吸盘,当真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。机器人吸尘的工作原理是通过电机转动时内部压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)外部压强,从而使杂物进入吸尘器。当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】小于;不变
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】(1)将吸盘内的空气抽出时,吸盘内的气压小于外部气压。
(2)若真空泵继续向外抽气,因为擦窗机器人是静止的,所以它受力平衡。摩擦力等于重力,保持不变。
【分析】(1)大气压强与大气多少有关系,当大气越少时,压强越小。
(2)物体静止时是平衡状态,受力平衡,向上的力等于向下的力。
10.如图所示的托里拆利实验中,测得的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强.已知水银密度ρ=13.6×103kg/m3,g取10N/kg,则100 mm高水银柱产生的压强为 Pa.
【答案】750;1.36×104
【知识点】液体压强的计算;大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)根据图片可知,玻璃管内外水银面的高度差为750mm,则测得大气压强等于750mm汞柱;
(2)100mm高水银柱产生的压强:p=ρ液gh= 13.6×103kg/m3 ×10N/kg×1m=1.36×104Pa。
【分析】(1)大气压强等于玻璃管内外水银面的高度差。
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh计算水银柱产生的压强。
11.(2021八下·大安期末)小明将如图所示的自制气压计从一楼拿到六楼,观察到玻璃管内的水柱逐渐 (选填“升高”“降低”或“不变”);生活中使用高压锅是为了增大锅内的气体压强,从而提高液体的 。
【答案】升高;沸点
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【解答】大气压和高度有关,大气压随高度的增加而减小,因此,将自制气压计从一楼拿到六楼,由于外界大气压减小,所以观察到玻璃管内的水柱在内部气压的作用下会逐渐升高。
液体的沸点和气压有关,气压越小,沸点越低。生活中使用高压锅就是为了增大锅内的气体压强,从而提高液体的沸点。
【分析】大气压强和海拔高度有关,海拔越高,大气压降低;液体沸点随气压的升高而升高。
12.(2023八下·邛崃期末)某实验小组用如图所示的装置测量大气压强的值,若将玻璃管往下压5 mm,则玻璃管内外水银面的高度差将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。若将玻璃管倾斜,则玻璃管中水银柱的长度将 (选填“变长”、“变短”或“不变”)。
【答案】不变;变长
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】(1)测量大气压强的值,是看玻璃管内外水银柱的高度差,将玻璃管往下压5mm,不影响高度差,高度差保持不变。
(2)若将玻璃管倾斜,玻璃管内外水银柱的高度差保持不变。但是因为倾斜,玻璃管内的水银长度变长。
【分析】(1)在托里拆利实验中,高度差指的是玻璃管内外的水银高度差。
(2)因为玻璃管内外水银高度差保持不变,玻璃管倾斜,所以水银柱的长度变长。
13.(2023八下·阿克苏期末)在海拔的天山上某处,做托里拆利实验,水银柱的高度将 填“高于”“低于”,在此处与海平面相比较,水的沸点将 。填“降低”“升高”
【答案】低于;降低
【知识点】大气压强与高度的关系;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】海拔1000m的压强小于海平面上的压强,所以水银柱高度低于760mmHg,海拔越高,水的沸点越低
【分析】水银柱高度为760mmHg时处于海平面上,海拔越高,大气压越小,水的沸点越小
14.(2023八下·高州期末)如图在甲图中刚停止沸腾的水,瓶底浇上冷水,水又重新沸腾,说明液体的沸点随气压减小而 (选填“降低”或“升高”);乙图中地漏利用 原理防止异味;游泳运动员身穿“鲨鱼皮”泳衣,在游泳时摩擦力 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】降低;连通器;减小
【知识点】增大或减小摩擦的方法;连通器原理;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】(1) 甲图中刚停止沸腾的水,瓶底浇上冷水, 温度降低,瓶内气体压强变小,而水又重新沸腾,说明水的沸点随气压减小而降低了;
(2)乙图地漏利用了连通器的原理;
(3)游泳运动员身穿“鲨鱼皮”泳衣,通过减小表面粗糙程度减小了摩擦力。
【分析】(1)由液体沸点与气压的关系分析判断;
(2)利用连通器的特点分析判断;
(3)根据影响摩擦力大小的因素分析判断。
15.(2022八下·临邑期末)在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图甲所示。洗手液能被“吸”上来是利用了 。向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压 储液筒中气压。(选填“大于”“小于”或“等于”)。如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖, 挤出洗手液(选填“能”或“不能”)。
【答案】大气压;大于;能
【知识点】气体压强与体积的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】按压瓶盖,瓶内气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,洗手液在内外气压差的作用下被压上来,利用的是大气压。
向下按压后松手时,瓶内气体被压缩,压强变大,大于储液筒中气压,所以液体才能从导液管通过进液阀门被压进入到储液筒。
在太空舱中存在空气,如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖,可以使瓶内气压增大,大于太空舱内的气压,所以能挤出洗手液。
【分析】按压式瓶盖中液体流出,利用了大气压的作用。
16.(2021八下·盘龙期末)在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图所示。其工作原理和 的工作原理相同(选填“船闸”或“活塞式抽水机”),洗手液能被“吸”上来是利用了 。
【答案】活塞式抽水机;大气压
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用
【解析】【解答】按压瓶盖,瓶内气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,洗手液在内外气压差的作用下被“吸”上来,利用的是大气压。活塞式抽水机抽水,通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压。所以装有洗手液或洗发液的瓶子与活塞式抽水机的工作原理相同。
【分析】利用活塞的移动,在大气压的作用下将液体压上来,是活塞式抽水机的工作现象。
17.(2021八下·广东月考)如图,活塞式抽水机是利用 来工作的,在1个标准大气压下,最多可把水抽高 m;图中的出水口和圆筒构成一个 .(1个标准大气压取1×105Pa,g取10N/kg)
【答案】大气压;10;连通器
【知识点】气压计和抽水机
【解析】【解答】抽水机是利用大气压来工作的,因为p=ρgh,
所以它能抽水的最大高度
出水口和圆筒是一个上端开口,底部连通的容器,所以构成的是一个连通器.
故本题答案为:大气压;10;连通器.
【分析】(1)抽水机是将筒内的空气排出,这样在外界大气压的作用下水就被压进抽水机了,故能“压”起的水高度要满足p大气=p水=ρ水gh.
(2)上端开口、底部连通的容器叫连通器.
三、实验探究题
18.在长约1米、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口及堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示.
(1)为了测得大气压的值,这时必须测量
如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部,则观察到的现象是
(2)某同学也利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时管中的水柱 下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱 向上喷出(均选填“会”或“不会”).
【答案】(1)管内外水银面高度差;管内水银柱高度变高
(2)不会;不会
【知识点】液体压强计算公式的应用;大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)①为了测得大气压的值,这时必须测量管内外水银面高度差 ;
②如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部, 由于高度更小,那么大气压强更大。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,管内外水银柱高度变高。
(2)①根据液体压强公式p=ρ液gh可知,大气压强可以支持大约10m高的水柱,因此把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时管中的水柱不会下降;
②如果这时在管顶开一个小孔, 那么玻璃管与水槽底部相连,上面开口,相当于连通器,则当水柱静止时,水槽内和玻璃管内外水面高度相平,因此水柱不会向上喷出。
【分析】(1)①当玻璃管内水银柱静止时,玻璃管内外水银柱的高度差产生的压强等于此时的大气压强。
②根据大气压强随高度的变化规律确定大气压强的变化,再分析内外高度差的变化即可;
(2)①根据液体压强公式p=ρ液gh分析大气压强能够支持的水柱高度即可;
②当连通器内只有一种液体时,各个容器内液面总保持相平。
19.(2023八下·滨海期中)小明利用注射器(可装VmL药液)、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压强的值。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是 。
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右 (选“慢慢”或“快速”)拉动 (选填“活塞”或“注射器筒”),当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数记为F牛。
(3)用刻度尺测出注射器 的长度L厘米,可计算出活塞的横截面积。
(4)由公式 可计算出大气压强的值约为 。
(5)实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有好处: 。
【答案】(1)为了排尽注射器内的空气
(2)慢慢;注射器筒
(3)全部刻度部分
(4);
(5)减小摩擦、密封性好
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)、把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是为了排尽注射器内的空气;
(2)、如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数记为F。
(3)、用刻度尺测出注射器全部刻度部分的长度L,可计算出活塞的横截面积。
(4)、由公式 可计算出大气压强的值约为 。
(5)、实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做的优点是可以减小摩擦、密封性好。
【分析】(1)、测量的是外界大气压,利用外界大气压对活塞的压力与弹簧测力计的拉力平衡来间接测量大气压的,所以这样做的目的是排尽注射器内的空气;
(2)、实验中利用了二力平衡的原理,所以要慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,外界大气压对活塞的压力与弹簧测力计的拉力平衡。
(3)、有刻度的注射器是圆柱体,所以活塞的横截面积。
(4)、由公式 可计算出大气压强的值的表达式 。
(5)、活塞周围涂抹润滑油,可以减小摩擦、密封性好,实验结果更加准确。
20.暑假中,小李的自行车停放在烈日下,车胎自行爆裂,小李猜想:一定质量的气体,在体积不变时,气体压强与温度有关.小李做了如图所示的探究实验:烧瓶的一端连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气.将烧瓶放入水中,给水槽中的水加热,水温上升.每隔一 段时间,同时用温度计和压强计测量水的温度值(即为瓶中密闭气体的温度值)及密闭空气的压强值.在每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,各次测量实验数据记录如下:
气体的温度/℃ 20 30 40 50 ……
气体的压强/Pa 1.0×105 1.03×105 1.05×105 1.10×105 ……
(1)根据小李上述实验过程可知:每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的 不变.
(2)分析上表中实验数据可知,一定质量的气体,在 保持不变时,气体的压强随 ;
(3)炎热的夏天,载重汽车常常往车轮上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的 从而减小轮胎内气体的压强,防止爆胎.
【答案】(1)体积
(2)体积;温度升高而变大
(3)温度下降
【知识点】气体压强与体积的关系
【解析】【解答】(1)根据小李上述实验过程可知:每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的体积不变.
(2)根据表格数据可知:一定质量的气体,在体积保持不变时,气体的压强随温度升高而变大;
(3)炎热的夏天,载重汽车常常往车轮上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的温度下降从而减小轮胎内气体的压强,防止爆胎。
【分析】(1)一定质量的气体,它的压强与温度和体积有关。探究气体压强与温度的关系时,需要控制气体温度相同,据此分析解答。
(2)根据表格数据分析变化的影响和不变的因素,分析其中的变化规律即可;
(3)根据水蒸气吸热解答。
21.(2021八下·盘龙期末)“五一”节期间,小李与同学一起骑自行车环绕美丽的滇池骑行游玩。活动中他停放在烈日下的自行车车胎自己发生爆胎现象。小李与同学们很好奇气体压强大小与什么因素有关?回到学校和同学们展开了科学探究活动:
【提出问题】气体压强的大小可能与什么因素有关呢?
【猜想与假设】
猜想一:把注射器活塞推至注射器筒中部,用手指堵住前端小孔,这样就在注射器内封住了一定质量的空气,当压活塞使筒内空气体积缩小时,手指会感到很费力。由此可猜想气体压强的大小可能与体积有关;
猜想二:生活中,自行车轮胎在夏天烈日下容易爆胎。据此可猜想气体压强的大小可能跟 有关。
【设计实验】
为了验证猜想一,用一个带有刻度的注射器封闭一定质量的气体,气体的体积可直接读出,气体的压强由图中压强传感器和计算机辅助系统得出(如图所示)。
【进行实验与收集证据】
⑴实验中应保持环境 不变且注射器管壁导热性能良好;
⑵缓慢推动话塞到某一位置,从注射器的刻度上读出 值,待压强传感器示数稳定后读出压强值。继续缓慢推动活塞,得到多组实验数据如下表。
实验序号 1 2 3 4 5
气体的体积V() 50 40 34 30 26
气体的压强p() 1.01 1.26 1.49 1.68 1.94
压强与体积的成绩() 50.5 50.4 50.66 50.4 50.44
【分析与论证】
分析表中实验数据,可以初步得出的结论:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成 关系。
【拓展应用】
⑴打气筒是人们生活中常用的工具,当打气筒的导气管被堵塞时,我们会感到向下压活塞特别费力。这是因为筒内封闭一定质量的空气,当向下压缩时,气体的体积越 ,压强越 (均选填“大”或“小”);
⑵在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车上喷水,主要是通过水蒸发吸热使轮胎内气体的温度降低,来 轮胎内气体的压强,防止爆胎。
小李同学尝试利用注射器、弹簧测力计和刻度尺粗测本地的大气压值。他先将注射器内吸满水,小孔向上竖直放置,再将活塞由下至上推到注射器筒的底端,之后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样操作是为了 。
完成了上述操作后,如图所示,他水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下了弹簧测力计示数为F,并用刻度尺测出注射器筒刻度部分的全部长度为L,已知注射器的容积为V,则本地大气压强的大小可表示为 。测量结束后,老师告诉他这样测量可能会导致测量值偏大,你认为其原因是 。
【答案】温度;温度;气体的体积;反比;小;大;减小;排尽注射器筒内空气,并杜绝空气进入筒内;;活塞与筒壁间有摩擦
【知识点】大气压强的测量方法;气体压强与体积的关系
【解析】【解答】车轮胎在烈日下暴晒会爆胎,原因是轮胎内部压强增大造成的,而引起气压变化是由于温度升高导致的,所以气压的大小还与温度有关。
(1)为了验证气压与体积的关系,应保持环境温度不变。
(2)推动活塞到某位置时,应在注射器的刻度上读出气体体积的值,因为注射器活塞对应刻度值便注射器内气体的体积。
由表格数据知,气体压强与体积的乘积是定值,那么可以得出:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成反比。
【应用拓展】
(1)打气筒的导气管被堵塞时,筒内封闭的空气质量不变,活塞向下压时,气体的体积变小,那么气压变会变大。即气体体积越小,气压越大。
(2)往正在盘山公路上下坡行驶的载重汽车上喷水的作用是,水在蒸发时吸热,可以让轮胎内的气体温度降低,压强减小,而避免气压过高出现爆胎危险。
将活塞由下至上推出注射器筒内的水,再用橡皮帽封住注射器,是为了将筒内空气排尽,且保证空气不再进入筒内。
由题意知,注射器筒活塞的横截面积
活塞刚开始滑动时,所受的拉力与空气对它的压力是一对平衡力,那么空气对活塞的压力为F,则大气压强
以上测量,活塞与筒壁间压在摩擦,则拉力会大于空气对活塞的压力,这样便会造成测量结果偏大。
【分析】大气压的大小和气体的温度有关;
(1)实验中,从注射器上,可以看到气体大小;
(2)探究大气压和气体体积的关系,要保持温度相同;根据实验数据判断,大气压和体积成反比;
(3)压缩气体体积时,体积减小,压强变大;降低温度,可以减小压强;排净注射器中的空气,便于测量大气压的大小;
(4)根据压力和受力面积的比值, 计算压强大小;由于活塞和注射器间的摩擦力,使测量的大气压偏大。
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